Peu importe qu'il soit écrasé ou en cubes, la glace finit par se fondre dans une flaque d'eau – mais une alternative appelée Jelly Ice ne le fait pas. Les chercheurs Jiahan Zou et Gang Sun ont développé un processus en une étape pour créer le matériau réutilisable et composable de la gélatine, le même ingrédient dans les desserts jiggly. Parce que la glace gelée surgelée ne fuient pas lorsqu'elle se dégente, elle est idéale pour les chaînes d'approvisionnement alimentaire et le transport de médicaments.
L'équipe explore également les structures à base de protéines pour les revêtements en matière de restauration et les échafaudages de viande cultivés en laboratoire.
Zou a présenté ses résultats lors de la réunion d'automne de l'American Chemical Society (ACS Fall 2025), tenue du 17 au 21 août.
Le projet Jelly Ice a commencé par une question posée à Zou et Sun par Luxin Wang, un scientifique de l'alimentation à l'Université de Californie à Davis. Wang a vu de la glace fondre dans des vitrines de fruits de mer de l'épicerie et s'inquiéter des agents pathogènes de la fusion des eaux de fonte et de la contamination de l'ensemble du cas. Elle a demandé si les chercheurs pouvaient créer un matériau réutilisable qui fonctionne comme la glace ordinaire mais ne produit pas une flaque potentiellement contaminée.
L'inspiration pour le nouveau matériel est venue de la congélation du tofu. Sun, un scientifique des matériaux également à UC Davis qui a conseillé la recherche diplômée de Zou, explique que « le tofu gelé garde son eau à l'intérieur, mais lorsque vous la décongelez, elle libère l'eau. Nous avons donc essayé de résoudre ce problème avec un autre matériau: la gélatine. »
Les protéines de gélatine ont deux propriétés que les chercheurs voulaient: elles sont sécurisées et leurs longues volets relient ensemble, formant des hydrogels avec de minuscules pores qui contiennent l'eau, contrairement au tofu. Les premiers tests des hydrogels fabriqués avec ce polymère naturel (également appelé biopolymère) ont été un succès.
L'eau est restée à l'intérieur des pores alors qu'elle passait par des changements de phase, du liquide à la glace et à nouveau, sans endommager les structures ni fuir l'hydrogel.
Au fil des ans, Zou a optimisé la formule et les méthodes de production des hydrogels à base de gélatine. Maintenant, elle a un processus pratique en une étape pour créer de la glace à la gelée qui est à 90% d'eau et peut être lavée à plusieurs reprises avec de l'eau ou de l'eau de Javel diluée, congelée et décongelée.
Le matériau de refroidissement trempe et écrase à température ambiante. Mais lorsqu'il est refroidi sous le point de congélation de l'eau, 32 degrés Fahrenheit (0 degrés Celsius), il passe à un état plus ferme et plus solide.
« Comparé à la glace ordinaire de la même forme et de la même taille, la glace à la gelée a jusqu'à 80% de l'efficacité de refroidissement – la quantité de chaleur que le gel peut absorber par le changement de phase », explique Zou, qui en parlera davantage lorsqu'elle présente la nouvelle version de la glace à la gelée à ACS Fall 2025.
L'équipe peut produire de la glace à la gelée dans des dalles de 1 livre (0,45 kilogramme), similaires aux packs de gel froid actuellement à vendre qui ont des manches en plastique volumineuses. Cependant, le nouveau matériau de refroidissement présente des avantages par rapport aux packs de refroidissement ou à la glace sec: il est personnalisable pour toute forme ou conception, et il est composable.
Dans un ensemble d'expériences, le gel composté a amélioré la croissance des plantes de tomates lorsqu'elle est appliquée au sol de rempotage. Et parce que le matériau de refroidissement ne contient pas de polymères synthétiques, il ne devrait pas générer de microplastiques.
Zou et Sun disent que la glace à la gelée, bien que initialement développée pour les applications de préservation des aliments, est prometteuse pour l'expédition médicale, la biotechnologie et l'utilisation dans des zones avec de l'eau limitée disponible pour la formation de glace.
Actuellement, il existe des licences pour la technologie Jelly Ice. Zou espère que cela signifie que le matériau de refroidissement sera disponible pour les consommateurs en tant qu'alternative composable sans eau de fusion, sans contact avec la glace. Bien qu'elle reconnaisse qu'il y a encore quelques étapes dans l'analyse du marché, la conception des produits et les tests de production à grande échelle avant de pouvoir être commercialisés.
Mais alors que la gelatine à base de gélatine se rend sur le marché, Zou s'est également intéressé à d'autres biopolymères naturels. Elle a élargi ses recherches sur des protéines végétales qui sont des sous-produits agricoles, tels que les protéines de soja, pour fabriquer des matériaux plus durables. Son objectif est de se déplacer vers le développement de protéines de soja pour les revêtements de comptoir amovibles et les échafaudages cellulaires pour la viande cultivée. Elle a présenté davantage ce travail à ACS Fall 2025.
« Dans mes recherches, j'ai réalisé à quel point Mère Nature était puissante dans la conception de biopolymères et les vastes possibilités qu'ils offrent », explique Zou. « Je crois qu'il y aura des produits incroyables dérivés de biopolymères car les documents eux-mêmes nous apprennent à travailler avec eux. »
